Реактор БН-1200 - BN-1200 reactor

БН-1200
Поколение	Поколение IV
Концепция реактора	Реактор-размножитель на быстрых нейтронах
Положение дел	Планируется / Концепция
Основные параметры активной зоны реактора
Топливо (делящийся материал )	Неизвестный
Энергетический спектр нейтронов	Быстрый
Теплоноситель первого контура	Жидкий натрий
Использование реактора
Мощность (тепловая)	2900 МВтth
Мощность (электрическая)	1220 МВте валовой

В Реактор БН-1200 это охлаждаемый натрием реактор-размножитель на быстрых нейтронах проект, разрабатываемый ОКБМ Африкантова в Заречный, Россия. БН-1200 основан на более раннем БН-600 и особенно БН-800, с которой он имеет ряд общих функций. Название реактора происходит от его номинальной электрической мощности, которая составляет 1220 МВт.

Первоначально часть агрессивного плана расширения, включающего до восьми БН-реакторы Начиная строительство в 2012 году, планы по БН-1200 неоднократно сокращались, пока не было заказано только два. Первым было начало строительства Белоярской АЭС в 2015 году с вводом в эксплуатацию в 2017 году, а затем строительство второго блока на том же месте. На возможной новой станции, известной как Южный Урал, в какой-то момент будут размещены еще два БН-1200.

В 2015 году после нескольких незначительных задержек проблемы на недавно построенном БН-800 указали на необходимость модернизации. Строительство БН-1200 было приостановлено на неопределенный срок.^[1] и Росэнергоатом заявил, что решение о продолжении не будет принято до 2019 года.^[2]

Фон

В быстрых реакторах серии БН используется активная зона, работающая на обогащенном топливе типа высоко (80%) или, как минимум, средний (20%) обогащенный уран или плутоний. Эта конструкция производит много нейтронов, которые могут покинуть зону активной зоны благодаря своей базовой геометрии и деталям рабочего цикла. Эти нейтроны затем используются для создания дополнительных реакций в «одеяле» материала, обычно естественный или даже обедненный уран или же торий, где образуются соответственно новые атомы плутония или урана 233. Эти атомы имеют различное химическое поведение и могут быть извлечены из материала бланкета путем базовой переработки. Затем полученный металлический плутоний может быть смешан с другими видами топлива и использован в реакторах обычных конструкций.

Чтобы реакция размножения была положительной и производилась больше топлива, чем использовалось, нейтроны, выпущенные из активной зоны, должны сохранять как можно больше энергии. Кроме того, поскольку сердцевина очень компактна, тепловые нагрузки очень высоки. Оба эти требования приводят к использованию жидкого натрия в качестве хладагента, поскольку он является отличным проводником тепла и в значительной степени прозрачен для нейтронов. Натрий также легко воспламеняется, поэтому необходимо тщательно спроектировать контур первого контура охлаждения, который может безопасно эксплуатироваться, хотя возгорание натрия в воздухе по своей природе не является очень сильным. В альтернативных конструкциях используется свинец.

Хотя плутоний, производимый заводчиками, полезен для производства оружия, существуют более традиционные конструкции, в частности реакторы с графитовым замедлителем, которые легче производят плутоний. Однако эти конструкции преднамеренно работают с низким уровнем энергии из соображений безопасности и не подходят для экономичного производства электроэнергии. Способность селекционера производить больше нового топлива, чем было израсходовано, а также производить электричество, что делает его экономически интересным. Однако на сегодняшний день низкая стоимость уранового топлива сделала это непривлекательным.^{[нужна цитата ]}

История

Предыдущие разработки

Сменявшие друг друга советское и российское правительства экспериментировали с заводчиками с 1960-х годов. В 1973 году был построен первый опытный образец энергетического реактора. Реактор БН-350, который успешно проработал до 1999 года. Этот реактор испытывал почти непрерывную серию возгораний натриевого теплоносителя, но благодаря его функциям безопасности они были локализованы. Опыт, накопленный в БН-350, позволил создать несколько более крупную конструкцию: Реактор БН-600, который был введен в эксплуатацию в 1980 году и продолжает работать по сей день (по состоянию на 2019 год^{[Обновить]}).

Проектирование более крупной установки с явной целью экономичного производства топлива началось в 1983 году как Реактор БН-800, а строительство началось в 1984 году. К этому времени Французский Суперфеникс недавно начал работу и оказался совершенно ненадежным. Падение цен на уран усилило опасения, сделав концепцию селекционера экономически невыполнимой. В Чернобыльская катастрофа в 1986 году строительство было остановлено до тех пор, пока не будут добавлены новые системы безопасности.

БН-800 претерпел серьезную реконструкцию в 1987 году и более незначительную в 1993 году, но строительство возобновлялось только в 2006 году. Реактор не достиг критического уровня до 2014 года, и дальнейшее продвижение остановилось из-за проблем с конструкцией топлива. Он был перезапущен в 2015 году и достиг полной мощности в августе 2016 года, войдя в коммерческую эксплуатацию.

Концепт дизайна

По сути, концепция БН-1200 представляет собой усовершенствованную конструкцию БН-800, преследующую двойную цель: быть более экономически привлекательной и одновременно соответствовать Реактор IV поколения пределы безопасности. Для улучшения экономических показателей в нем используется новый способ заправки, который проще, чем на моделях БН-600 и БН-800, и имеет увеличенный расчетный срок службы до 60 лет. Повышения безопасности являются устранение натриевых трубопроводов внешнего первого контура и пассивный аварийный отвод тепла.

Конструкция имеет коэффициент воспроизводства от 1,2 до 1,3–1,35 для смешанного уран-плутониевого оксидного топлива и 1,45 для нитридного топлива. Карбид бора будет использоваться для внутриреакторной защиты. Номинальная тепловая мощность должна быть 2900 МВт при электрической мощности 1220 МВт. Температура теплоносителя первого контура в промежуточном теплообменнике 550 ° C, в парогенераторе 527 ° C. Ожидается, что валовая эффективность составит 42%, чистая 39%. Предполагается, что он будет проектом поколения IV и будет производить электроэнергию по цене 0,65 рубля / кВтч (2,23 цента США / кВтч).

В Всемирная ядерная ассоциация называет БН-1200 коммерческим реактором, в отличие от своих предшественников.^[3] Также рассматривался вариант еще более крупной конструкции - БН-1600, во многих отношениях очень похожий на БН-1200.

Планируемое строительство

Первоначально предполагалось, что ОКБМ введет в эксплуатацию первый блок с МОКС-топливом в 2020 году, а к 2030 году будет построено восемь блоков (общая выработка 11 ГВт (эл.)).^[4] СПб АЭП также заявляет о причастности к проектированию. Концерн Росэнергоатом учитывал при проектировании и зарубежных специалистов, в частности, Индию и Китай.

В начале 2012 г. Росатом Совет по науке и технологиям одобрил строительство реактора БН-1200 на Белоярская АЭС. Техническое проектирование планировалось завершить к 2013 году, а производство оборудования начнется в 2014 году. Строительство начнется в 2015 году с первой загрузкой топлива в 2017 году и полной коммерческой эксплуатацией уже в 2020 году. Второй блок, БН-1200 или БН- 1600, а также возможность БРЕСТ-300 свинцово-охлаждаемый заводчик. Эти планы были одобрены правительством Свердловской области в июне 2012 года.^[5]

Текущее состояние: приостановлено, улучшения дизайна продолжаются

Конструкция БН-1200 по проекту будет доработана до экономики, «сопоставимой с ВВЭР-1200». Поскольку проектные улучшения будут сертифицированы, решение о начале строительства приниматься не будет.^[2]

Всего два БН-1200 остаются в российском генеральном плане строительства атомной электростанции, который включает еще девять реакторов других типов. В сообщении говорится, что по одному БН-1200 в двух местах: Белоярске и Южном Урале. Остальные представляют собой смесь ВВЭР-600 и ВВЭР-ТОИ.^[6]

Смотрите также

внешняя ссылка

«Реакторные установки». Официальный веб-сайт. Архивировано из оригинал 4 августа 2018 г.. Получено 16 марта 2019. (Возможная обновленная ссылка: Реакторы на быстрых нейтронах )
«Реактор на быстрых нейтронах БН-1200» (PDF). - на ОКБМ Африкантова официальный pdf(по-английски)

[wnn-20150416-1] «Россия откладывает БН-1200 в целях улучшения конструкции топлива». Мировые ядерные новости. 16 апреля 2015 г.. Получено 19 апреля 2015.

[d2016-2] а ^б Далтон, Дэвид, изд. (22 марта 2016 г.). "'Решение по Белоярскому БН-1200 не принято до 2019 года ». NucNet.

[3] ttp://www.world-nuclear.org/info/Current-and-Future-Generation/Fast-Neutron-Reactors/#tablestyle

[4] «Россия нацелена на 2030 год для БН-1200». мировые ядерные новости. 22 июля 2014 г.

[5] Большой реактор на быстрых нейтронах одобрен для Белоярска

[6] «Россия построит к 2030 году 11 новых ядерных реакторов». мировые ядерные новости. 10 августа 2016 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]